高中历史《近代物理学的奠基人和革命者》教案3 人民版必修3

1 专题七一专题七一 近代物理学的奠基人和革命者近代物理学的奠基人和革命者 一 教学目标 课标要求 了解经典力学的主要内容 认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位 知道相对 论 量子论的主要内容 认识其意义 知识与能力 了解经典力学的三大定律 量子理论 相对论等基础知识 牛顿 普朗克 爱因斯坦 等著名科学家的主要事迹 学会观察 培养敏锐的洞察力 理解科学进步中继承与发展的 关系 过程与方法 充分利用图书馆 博物馆 互联网等资源 提高收集 分析相关资料的能力 在学习 过程中通过合作 探究学习 培养分析解决问题的能力及交流与合作的能力 科学的方法 全面提高科学素质 创新精神和实践能力 学会运用阅读法 观察法 讨论法 推理法 概括法 实验法等来学习了解近代物理学的相关问题 情感态度与价值观 通过学习 了解科学家为科学进步所作出的努力 学习他们为科学献身的精神 形成 科学的态度 知道在科学的道路上荆棘遍布 增强面对挫折的能力 增强毅力 树立勇往 直前 持之以恒的精神 二 教学重难点 教学重点 伽利略对物理学发展的重大贡献 牛顿经典力学的建立 量子论的诞生 相对论的提出 教学难点 如何理解物理学各阶段发展的原因 三 教学过程 导入新课 人物图像 新课讲授 牛顿力学体系 1 牛顿力学产生前的学说 1 亚里士多德的学说 亚里士多德的力学观 必须有力作用在物体上 物体才能运动 没有力的作用 物体 就会静止 如 推箱子 的例子 2 伽利略的贡献 创立了自由落体定律 2 牛顿力学体系 我好像是一个在海边玩耍的孩子 不时为拾到比通常更光滑的石子或更美丽的贝壳 而欢欣鼓舞 而展现在我面前的是完全未探明的真理之海 牛顿 临终遗言 1 基本理论 牛顿力学三定律 万有引力定律 2 影响意义 长期以来 人们一直认为彗星是神秘的 不吉利的灾星 根本不能用科学来说明 牛 顿的好友哈雷用牛顿力学算出了 1682 年出现的彗星的轨道 指出它的回归周期是 75 76 年 由此预言它将在 1758 年再次出现 53 年以后的 1758 年 当时哈雷已去世 这颗彗 星果然如期出现 哈雷慧星的发现验证了万有引力定律的科学性 英国著名的哲学家休谟曾说 我们被放在这有如戏院的世界上 每个事件的起源和 缘由却完全隐瞒不让我们知道 我们既没有足够的智慧预见未来 也没有能力防止那些使 我们不断受伤害的不幸事件发生 我们被悬挂在永恒的疑惧之中 大国崛起 解说词 2 三百年前 人类的思想还充斥着迷信和恐惧 水为什么往低处流 太阳为什么升起落 下 这些今天看来简单之极的问题 在当时却是根本无法认识和把握的 直到牛顿出现 人类才终于结束了这种状态 大国崛起 解说词 理论的综合 牛顿力学体系对自然界的力学现象做出了系统 合理的说明 从而完成 了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合 经典力学体系的建立标志着近代科学的形 成 实践的验证 根据万有引力定律 人们准确地算出地球的平均密度和扁平率 正确地 解释了潮汐的成因 根据这一定律 人们还发现了海王星 冥王星 二 量子力学 19 世纪末 面对经典物理学近乎完美的发展 有的物理学家表示 19 世纪已经将物 理大厦全部建成 今后物理学家只是修饰和完美这座大厦 量子论确实深奥难懂 甚至连量子论奠基人之一的玻尔都说 如果谁不为量子论而 感到困惑 那他就是没有理解量子论 1 背景 经典物理学是以日常生活中常见的低速运动的物体为研究对象的 一旦进入光速运动 时 经典物理学的某些结论就变得不准确 2 量子理论 诞生 发展 意义 量子力学标志着人类对客观规律的认识 开始从宏观世界深入到微观世界 改变了近 代物理学中的传统观念 使物理学乃至整个自然科学的观念发生了重大变革 今天 我们的现代文明 从电脑 电视 手机到核能 航天 生物技术 几乎没有哪 个领域不依赖于量子论 三 相对论 狭义相对论发表 100 周年 也许全世界只有几十个人能完全理解他的真谛 但这并不 能掩盖相对论对人类生活的巨大改变 关于相对论 有人说 这个形式简洁优美的理论蕴藏了太多令人惊讶的内容 100 年 来 人们时时从中悟出宇宙层出不穷的奥秘 直到今天 这里还有很多内容没有被我们悟 透 爱因斯坦关于相对论的比喻 为了对这一深奥的理论做通俗的说明 爱因斯坦曾经风趣地对一名男青年说 我打个比方 比如你屁股坐在火炉上烤和坐在公园柳荫下与女士谈情说爱 那么 同样 的时间你觉得哪一个更长 男青年说 当然坐在火炉上烤的时间觉得长久 爱因斯坦 说 这就是我的相对论内容 1 狭义相对论 1 提出 1905 年 爱因斯坦发表了 论动体的电动力学 创立了狭义相对论 狭义相对论的基础 相对性原理 光速不变原理 2 主要内容 时间和空间都与物质的运动有关 随着物质运动速度的变化而变化 3 意义 否认了牛顿力学的绝对时空观 继承和发展了牛顿力学 奠定了利用原子能的理论基 础 2 广义相对论 1 提出 1916 年 爱因斯坦又建立了广义相对论 2 主要内容 广义相对论认为 物质存在的现实空间不是平坦的 而是弯曲的 空间的结构取决于 3 物质的质量及其分布情况 空间弯曲的程度体现为引力场强度 3 广义相对论第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想 3 相对论与牛顿力学的关系 相对论打破了牛顿以来传统的绝对时空观 但并非全盘否定牛顿力学 牛顿力学反映 的是宏观物体低速运动的客观规律 而狭义相对论反映的是物体高速运动的客观规律 是 对牛顿力学的继承和发展 牛顿力学是相对论的一种特例 物体低速运动状态 包括在相 对论体系中 4 相对论建立的意义 相对论的现实意义举例 相对论能修正 GPS 全球定位系统 全球定位系统 GPS 的应用也已普及化了 许多城市的公共汽车 出租车上都安装了它 早期的 GPS 接收 器确定物体位置的误差是在 15 米范围内 这个误差可以用爱因斯坦相对论来修正 爱因斯坦相对论的建立 是对近代物理学理论框架的重大突破 它不仅揭示了空间 时间的可变性 时空的变化和时空结构同物质的运动和状态密不可分 这种全新的时空观 运动观和物质观的形成 是人类思想发展史中的一次根本性变革 对整个自然科学和哲学都产生了极其深远的影响 量子论和相对论是现代物理学的两大支柱 量子论的形成标志着人类对于客观